Factores Humanos. Presurización y aceleraciones

Factores Humanos. Presurización y aceleraciones

En relación con la hipoxia uno de los mejores métodos para prevenirla es la utilización de cabina presurizadas consiguiendo que los ocupantes no soporte presiones inferiores a las correspondientes a 10.000 pies.

Factores humanos. Presurización en cabinaPara realizar la presurización de la cabina se incrementa la presión en relación con la presión exterior. Normalmente este proceso se realiza inyectando aire del exterior por medio de un compresor, para realizar la correcta presurización de cabina se ajusta el aire del exterior que se introduce y la cantidad de aire que se deja escapar a través de válvulas. Los métodos de presurización son:

  • Presurización de control isobárico. La altitud de presión en cabina se mantiene constante, como es lógico la diferencia entre la presión dentro-fuera aumentará con la altura. Este es el método utilizado en la aviación comercial.
  • Presurización de control diferencial. En este caso la presión diferencial es la que se mantiene constante en lugar de la altitud de presión. En este caso el sistema de presurización detecta la presión exterior y la presión interior y mantiene siempre la misma diferencia, PresiónInterior – PresiónExterior = Constante.

Aunque los beneficios de la presurización en cabina son evidentes hay que destacar:

  • la menor probabilidad de problemas con la hipoxia
  • la reducción constante de la necesidad de uso de oxígeno
  • la disminución de la enfermedad comprensiva
  • la reducción de los barotraumatismos ( otitis, dolor de muelas… )
  • un nivel de confort en cabina mayor en cuanto a temas de ventilación, temperatura, humedad…

Las desventajas de los sistemas de presurización son, básicamente, la necesidad de aumentar la fortaleza estructural de la cabina, la necesidad de aumentar la potencia, maoyor necesidad de mantenimiento, posibilidad de la contaminación del aire en cabina por humos, aunque la mayor desventaja de estos sistemas es la posibilidad de una descompresión rápida.

La descompresión rápida

La descompresión rápida se produce por la pérdida súbita e importante de la estanqueidad de la cabina que produce en un instante una explosivo movimiento del aire interior de la cabina para igualar las presiones con el exterior. La fuerza de la presión de aire es capaz de arrastrar objetos e incluso a personas.

La tasa de pérdida de presión es proporcional al tamaño de la rotura y a la presión relativa interior-exterior. El primer síntoma de este gravísimo problema se percibe en forma de silbido o explosión y por el súbito decrecimiento de la presión y la temperatura.

Los efectos fisiológicos son:

  • Hipoxia. Es el efecto más importante. Aunque el efecto no es inmediato la brusca caída de la presión parcial de oxígeno induce a la hipoxia en función del cambio de flujo de oxígeno en los pulmones y la disminución de la actividad cardiorespiratorio.
  • Pulmones. Por la brusca descomprensión la actividad pulmonar puede verse afectada.
  • Senos paranasales y oídos. La descomprensión no afecta a estos órganos pero sí el consiguiente descenso de emergencia.
  • Tracto gastrointestinal. En casos graves se puede producir una importante bajada de tensión llegando a perder el conocimiento. Aunque lo normal es que los gases existentes en el tracto gastrointestinal se expandan empujando el diafragma y dificultanto la respiración.
  • Efermedad descomprensiva. Se produce a causa de la formación de burbujas de nitrógeno en los tejidos del cuerpo al disminuir la presión ambiental ( Leyes de los gases -> Ley de Henry ). Esta enfermedad no suele producirse a no ser que la exposición a la baja presión sea prolongada o la altitud de cabina no sea superior a 33.000 pies.
  • Hipotermia. Por la descomprensión se produce también una súbita caída de la temperatura a valores muy por debajo de cero grados.

El tiempo de consciencia está directamente relacionado con los problemas inherentes de la hipoxia, ver Factores Humanos. La hipoxia, como sabemos para volar a ciertas altitudes es necesario la utilización de máscaras de oxígeno ya sea diluido o al 100%.

Hiperventilación

La hiperventilación se produce por el aumento anormal de la ventilación pulmonar a causa de la caída de la presión parcial del oxígeno alveolar ocasionando una caída de la presión por debajo de los valores normales ( 40mm Hg ). La hiperventilación aumenta el ritmo y la profundidad de la respiración, se deteriora el equilibro entre el CO2 producido y el eliminado ( mayor el eliminado ) , a nivel sanguíneo la tasa de bicarbonato cae y se aumenta el PH produciendo alcalosis. Aunque la principal causa de la hiperventilación es la hipoxia a altitudes inferiores a 10.000 pies se puede producir por:

  • Factores psicológicos. Las alteraciones psicológicas pueden alterar el equilibrio normal en la respiración.
  • Factores ambientales. Las vibraciones, altas temperaturas, fuerza G elevada también pueden ser causantes de la hiperventilación
  • Factores farmacológicos. La utilización de ciertos fármacos también son causantes de la hiperventilación
  • Factores patológicos. También ciertas enfermedades como la hipoglucemia, anemia o fiebre contribuyen a la hiperventilación

Los síntomas no se detectan fácilmente ya que se pueden confundir con los de la hipoxia hipóxica, aunque en la hipoxia los síntomas se desarrollan más rápidamente en la hiperventilación suelen ser más graduales, siendo los síntomas más destacados los siguientes:

  • sensación de hormigueo
  • adormecimiento de extremidades
  • mareo
  • vértigo
  • dolor de cabeza
  • palidez
  • disminución del control y coordinación muscular
  • espasmos musculares
  • rigidez
  • aumento de la frecuencia respiratoria

Para evitar la hiperventilación es necesario volar por debajo de 10.000 pies para descartar la posible hipoxia pero si aún así siguen apareciendo síntomas es conveniente reducir el ritmo y la intensidad de la respiración, la administración de oxígeno al 100%, respirar el aire espirado en una bolsa de plástico. También sería necesario un descenso para poder eliminar el posible estrés, ansiedad, temor y como es lógico si estos síntomas continuaran la más sabia decisión es el aterrizaje.

Aceleraciones

En un vuelo recto y nivelado a velocidad constante el cuerpo no está sometido a ninguna fuerza de aceleración pero al cambiar la velocidad el cuerpo puede someterse a fuertes aceleraciones, lineales,radiales/centrípetas,angulares, que pueden afectar negativamente a la fisiología corporal.

  • Aceleración lineal.Es la variación del vector de la velocidad con respecto al tiempo o la tasa de cambio de la velocidad con respecto al tiempo. Podemos representarla como aceleración = (VelocidadFinal – VelocidadInicial)/TiempoTotal
  • Aceleración angular. Se define como la variación, en vuelo, simultáneamente de la velocidad y dirección. Este tipo de aceleración suele estar asociada con la desorientación en vuelo.
  • Aceleración radial o centrípeta. Se define como la variación sólo de la dirección.

Factores Humanos ejes anatómicosLa aceleración como vector se suele representar por medio de un eje de tres coordenadas. Los efectos fisiológicos de las aceleraciones se encuentran en relación con la duración, intensidad y dirección siempre que la duración de la aceleración se mantenga, al menos, durante 1 segundo, siendo la unidad de aceleración en aviación la fuerza de la gravedad, G ( G = aceleración/aceleración de la gravedad de la Tierra . El valor de g es 9,81m/segundos al cuadrado ).

En consonancia con los ejes anatómicos la fuerza de la gravedad puede afectar al cuerpo durante la acelaración en cualquiera de los 4 ejes siendo los efectos fisiológicos más destacables los siguientes:

  • Aceleraciones con G,s positivos en el eje Z (+Gz)

    Las aceleraciones con G,s positivas o aceleraciones centrípetas son las más comunes en aviación y las que suelen tener mayores consecuencias. En esta aceleración el cuerpo es acelerado hacia la cabeza con lo que la fuerza de inercia actúa en dirección opuesta, hacia los pies. El piloto es aplastado contra el asiento.
    Los G,s positivos tienen diferentes efectos en el cuerpo entre los que destacamos: cardiocirculatorios, respiratorios, neurológicos, visuales…, ya que esta aceleraciónproduce una disminución de la presión sanguínea por encima del corazón y un aumento por debajo.

  • Aceleraciones con G,s negaticos en el eje z (-Gz)

    Estas aceleracion provocan el efecto contrario de las anteriores y son las peor toleradas por el cuerpo. El cuerpo es acelerado hacia los piescon lo que la fuerza de inercia actúa en dirección contraria, hacia la cabeza. El piloto es elevado de su asiento. La presión sanguínea aumenta por encima del corazón pudiendo producirse bradicardia ( pulso lento ). El incremento de la presión venosa puedo producir dolor de cabeza, edema facial, visión roja y se llegar a perder capacidad en el manejo del avión. El límite de tolerancia de este tipo de G,s es de 3 G,s negativos durante 30 segundos.

  • Aceleraciones transversales con G,s positicos en el eje x (+Gx)

    Estas aceleraciones se producen cuando el cuerpo es acelerado desde la espalda hacia el pecho con lo que la fuerza de  la inercia actúa en dirección opuesta, desde el pecho a la espalda. Este tipo de aceleración ocurre durante la fase de despegue.

  • Aceleraciones transversales con G,s negativos en el eje x (-Gx)

    Se producen cuando el cuerpo es acelerado desde el pecho hacia la espalda actuando la fuerza de la inercia desde la espalda hacia el pecho, esta aceleración ocurre durante la fase de aterrizaje. Aunque estas aceleraciones están mejor toleradas por el cuerpo a partir de, aproximadamente, 6G,s puede aparecer cierta dificultad para respirar.

  • Aceleraciones horizontales con G,s positivos en el eje y (+Gy)

    Este tipo de aceleración se produce cuando el cuerpo es deplazado lateralmente hacia la izquierda actuando la fuerza de inercia hacia la derecha.

  • Aceleraciones horizontales con G,s negaticos en el eje y (-Gy)

    Esta aceleración es la contraria a la anterior, el cuerpo es deplazado lateralmente hacia la derecha actuando la fuerza de inercia hacia la izquierda.

Factores humanos. Aceleración G

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